Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, przy użyciu technologii światłoczułych elastomerów, zademonstrowali mikrorobota naśladującego ruch ślimaka. 10-milimetrowej długości robot, napędzany i sterowany przy pomocy modulowanej wiązki lasera, potrafi poruszać się po płaskim podłożu, wspinać po pionowej ścianie i pełzać po szklanym suficie.

W przyrodzie organizmy różnej wielkości – od mikroskopijnych nicieni, przez dżdżownice, po mięczaki – poruszają się w rozmaitych środowiskach dzięki przemieszczającym się deformacjom miękkiego ciała. W szczególności ślimaki używają śluzu – śliskiej, wodnistej wydzieliny – by poprawić kontakt między miękką nogą a podłożem. Taki sposób poruszania się ma kilka unikalnych cech: działa na różnych podłożach: drewnie, szkle, teflonie czy piasku i w różnych konfiguracjach, włączając w to pełzanie po suficie. W robotyce, prosty mechanizm pojedynczej nogi mógłby zapewnić odporność na warunki zewnętrzne i zużycie elementów oraz duży margines bezpieczeństwa dzięki ciągłemu kontaktowi z podłożem. Do tej pory zademonstrowano jedynie nieliczne roboty naśladujące pełzanie ślimaków w skali centymetrów, z napędem elektro-mechanicznym.

Ciekłokrystaliczne elastomery (LCE) to inteligentne materiały, które mogą szybko, w odwracalny sposób zmieniać kształt, na przykład po oświetleniu. Dzięki odpowiedniemu uporządkowaniu (orientacji) cząsteczek elastomeru można programować deformację takiego elementu. Umożliwia to zdalne zasilanie i sterowanie mechanizmów wykonawczych i robotów przy pomocy światła.

Wykorzystując technologię światłoczułych elastomerów badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego we współpracy z Wydziałem Matematyki Uniwersytetu w Suzhou w Chinach zbudowali pierwszego na świecie robota, który porusza się naśladując pełzanie ślimaka w naturalnej skali. Ruch robota generowany jest przez poruszające się deformacje miękkiego ciała, wywołane wiązką lasera i ich oddziaływanie z podłożem przez warstwę sztucznego śluzu. Oświetlany wiązką lasera 10-milimetrowy robot może wspinać się na pionową ścianę i pełzać po szklanym suficie z prędkością kilku milimetrów na minutę, wciąż około 50 razy wolniej niż ślimaki porównywalnej wielkości.

 Mimo niewielkiej prędkości, konieczności ciągłego uzupełniania warstwy śluzu i niskiej sprawności energetycznej, nasz robot umożliwia nowe spojrzenie na mikro-mechanikę inteligentnych materiałów oraz badania nad poruszaniem się ślimaków i podobnych zwierząt – mówi Piotr Wasylczyk z Pracowni Nanostruktur Fotonicznych, który kierował projektem. W naszych badaniach biorą udział studenci już od pierwszych lat studiów na Wydziale Fizyki. Pierwszym autorem publikacji o robocie-ślimaku w Macromolecular Rapid Communications jest Mikołaj Rogóż, laureat Diamentowego Grantu, który właśnie kończy pracę magisterską na temat ciekłokrystalicznych elastomerów i zaczyna doktorat w naszej grupie.

Badacze, którzy wcześniej zademonstrowali napędzanego światłem robota-gąsienicę naturalnej wielkości, wierzą, że nowe inteligentne materiały w połączeniu z nowatorskimi metodami wytwarzania miniaturowych elementów, pozwolą im konstruować kolejne mikro-roboty i napędy – obecnie pracują nad miniaturowym silnikiem i mikro-pęsetą sterowaną światłem.

Badania nad miękkimi mikro-robotami i polimerowymi mechanizmami wykonawczymi finansowane są przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu „Mechanizmy wykonawcze w mikro-skali na bazie foto-responsywnych polimerów” oraz przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach "Diamentowego Grantu" przyznanego M. Rogóżowi.

Fizyka i astronomia na Uniwersytecie Warszawskim pojawiły się w 1816 roku w ramach ówczesnego Wydziału Filozofii. W roku 1825 powstało Obserwatorium Astronomiczne. Obecnie w skład Wydziału Fizyki UW wchodzą Instytuty: Fizyki Doświadczalnej, Fizyki Teoretycznej, Geofizyki, Katedra Metod Matematycznych oraz Obserwatorium Astronomiczne. Badania pokrywają niemal wszystkie dziedziny współczesnej fizyki, w skalach od kwantowej do kosmologicznej. Kadra naukowo-dydaktyczna Wydziału składa się z ponad 200 nauczycieli akademickich, wśród których jest 77 pracowników z tytułem profesora. Na Wydziale Fizyki UW studiuje ok. 1000 studentów i ponad 170 doktorantów.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      ROBOpilot Unmanned Aircraft Conversion System pomyślnie zdał egzamin przed Federalną Administracją Lotniczą (FAA), otrzymał zgodę na pilotowanie lekkich samolotów i zaczął samodzielnie latać. Wbrew temu, co mogłoby się wydawać, ROBOpilot nie jest tradycyjnym autopilotem. To urządzenie, które steruje samolotem tak, jak człowiek. Robot za pomocą ramienia manipuluje wolantem, naciska pedały i korzystając z systemu wizyjnego odczytuje dane ze wskaźników.
      System autorstwa firmy DZYNE Technologies ma z zadanie pomóc w rozwoju autonomicznych samolotów. Ma być znacznie tańszą alternatywą dla obecnie stosowanych metod. Zamiana myśliwca F-16 w samolot autonomiczny kosztowała około 1 miliona dolarów. Tymczasem technologia opracowywana przez DZYNE ma pozwolić na zainstalowaniu ROBOpilota w dowolnym samolocie, a gdy nie będzie on potrzebny, można go usunąć i samolot nadaje się do pilotowania przez człowieka.
      Wcześniejsze rozwiązania podobne do ROBOpilota to południowokoreański Pibot oraz ALIAS opracowany przez Pentagon. Jednak żaden z nich nie był w stanie samodzielnie prowadzić pełnowymiarowego samolotu.
      ROBOpilot potrafi wystartować, prowadzić samolot w czasie lotu i wylądować. To imponujące osiągnięcie w dziedzinie robotyki, mówi Louise Dennis z University of Liverpool. W przeciwieństwie do autopilota, który ma bezpośredni dostęp do czujników i systemu sterowania, ten robot jest umieszczany na miejscu pilota i musi prowadzić fizyczną interakcję z urządzeniami sterującymi oraz odczytywać wskaźniki.
      Twórcy ROBOpilota mówią, że może się on przydać do sterowania samolotami transportowymi, maszynami mającymi wlatywać w niebezpieczne środowisko oraz samolotami wykonującymi misje zwiadowcze i szpiegowskie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opublikowano tegoroczną Listę szanghajską, czyli ranking 1000 najlepszych światowych uczelni wyższych. Pierwszą dziesiątkę ponownie zdominowały uczelnie ze Stanów Zjednoczonych.
      Najlepszym uniwersytetem na świecie jest, po raz 17., Uniwersytet Harvarda. Za nim uplasował się Stanford University, a na trzecim miejscu znajdziemy brytyjski University of Cambridge. Pozostałe pozycje w pierwszej dziesiątce zajęły Massachusetts Institute of Technology (USA), Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley (USA), Princeton University (USA), Uniwersytet Oksfordzki (Wielka Brytania), Columbia University (USA), California Institute of Technology (USA) oraz University of Chicago (USA).
      Najlepszą uczelnią w Europie kontynentalnej pozostaje Szwajcarski Federalny Instytut Technologiczny w Zurichu, który w bieżącym roku uplasował się na pozycji 19. Drugą najlepszą uczelnią w Europie kontynentalnej jest Uniwersytet w Kopenhadze (26. pozycja). Najlepsze uczelnie Azji to Uniwersytet Tokijski (25. miejsce) i Uniwersytet w Kioto (pozycja 32.). Najlepszą chińską uczelnią jest Uniwersytet Tsinghua sklasyfikowany na 43. miejscu. Wśród 50 najlepszych uczelni na świecie znajdziemy 31 szkół wyższych z USA, 6 uczelni z Wielkiej Brytanii, po 2 z Kanady, Japonii i Francji oraz po 1 z Danii, Szwajcarii, Szwecji, Australii, Chin, Niemiec i Holandii.
      Wśród 100 najlepszych uczelni po raz pierwszy pojawiły się Uniwersytet Shenzen (82. miejsce) oraz Uniwersytet Nowej Południowej Walii (pozycja 94.).
      Na liście 1000 uczelni znalazły się też polskie szkoły wyższe. Najlepszą z nich jest Uniwersytet Jagielloński sklasyfikowany w 4. setce, pomiędzy miejscami 301–400. Taka klasyfikacja wynika z faktu, że tylko pierwszych 100 miejsc jest dokładnie wymienionych. Później uczelnie są grupowane po 50 lub 100. Za drugą z najlepszych polskich uczelni został uznany Uniwersytet Warszawski, który trafił do 5. setki. W porównaniu z rokiem ubiegłym obie uczelnie zamieniły się miejscami. W 2018 roku to Uniwersytet Warszawski był w 4., a Jagielloński w 5. setce.
      Możemy też przyjrzeć się bliżej ocenom cząstkowym uczelni, by lepiej zrozumieć, dlaczego Uniwersytet Jagielloński w bieżącym roku awansował, a Uniwersytet Warszawski spadł w klasyfikacji.
      Jednym z elementów branych pod uwagę jest jakość nauczania rozumiana jako liczba absolwentów, którzy zdobyli Nagrodę Nobla lub Medal Fieldsa. Różne wagi są przykładane w zależności od okresu, w którym laureat nagrody otrzymał dyplom uczelni. Najbardziej punktowani byli ci laureaci nagród, którzy dyplom danej uczelni otrzymali po roku 2011. Im dawniej otrzymany dyplom, tym mniejsza liczba punktów za noblistę czy laureata Medalu Fieldsa. Jako, że w ostatnim czasie żaden z absolwentów UW czy UJ nie otrzymał żadnej z nagród, obu polskim uczelniom ujęto nieco punktów w porównaniu z rokiem ubiegłym i tak liczba punktów przyznanych UW spadła z 15,2 do 13,7, a UJ zmniejszono punktację z 10,2 do 9,7.
      Kolejny element to jakość kadry naukowej również mierzona liczbą wykładowców posiadających Nagrodę Nobla lub Medal Fieldsa. W wyliczeniu punktacji ważne było, kiedy nagrodę przyznano. Im dawniej, tym mniej punktów. Tutaj obie nasze czołowe uczelnie otrzymały, podobnie jak w roku ubiegłym, po 0 punktów. Drugim z kryteriów pomiaru jakości kadry naukowej była liczba często cytowanych badaczy w minionym roku według Clarivate Analytics. Pod uwagę brano tylko głównych autorów badań. W ubiegłym roku UW otrzymał tutaj 9,6 punktu, w tym roku przyznano mu 0 punktów. UJ miał w ubiegłym roku w tej kategorii 0 punktów, w bieżącym zdobył 7,3 punktu.
      Punkty przyznawano też za artykuły opublikowane w Science oraz Nature w latach 2014–2018. Tutaj obie uczelnie poprawiły nieco swój wynik. Uniwersytet Warszawski zwiększył punktację z 11,5 do 11,6, a Uniwersytet Jagielloński z 5,4 do 6,2.
      Pod uwagę wzięto również artykuły ujęte w Science Citation Index-Expanded oraz Social Science Citation Index.  Również i tutaj widzimy zwiększenie stanu posiadania. Punktacja UW wzrosła z 32,6 do 33,8, a UJ z 37,9 do 38,8.
      Ostatnie kryterium to wydajność instytucji naukowej w przeliczeniu na ekwiwalent naukowca zatrudnionego na pełen etat. Ten wskaźnik spadł w przypadku UW z 18,3 do 17,9 punktu, a w przypadku UJ wzrósł z 19 do 19,6 punktu.
      Jeśli zaś chodzi o pozostałe polskie uczelnie, to Akademia Górniczo-Hutnicza znalazła się w 7. setce (utrzymała pozycję z roku ubiegłego), a Uniwersytet Adama Mickiewicza i Uniwersytet Medyczny w Warszawie zakwalifikowano pomiędzy miejscami 701 a 800. Obie uczelnie utrzymały pozycję. Setka 9. to Politechnika Warszawska (spadek z 8. setki w roku ubiegłym), a pomiędzy miejscem 901. a 1000. znajdziemy też Śląski Uniwersytet Medyczny (spadek z 9. setki), Uniwersytet Mikołaja Kopernika (utrzymał pozycję) i Politechnikę Wrocławską (utrzymała pozycję). Z zestawienia w bieżącym roku całkowicie wypadły Politechnika Łódzka, Uniwersytet Łódzki i Uniwersytet Wrocławski.
      Polskie szkolnictwo wyższe nadal ma się, delikatnie mówiąc, nie najlepiej. Naszą dumę, Uniwersytet Jagielloński, wyprzedziły uczelnie z USA, Wielkiej Brytanii, Szwajcarii, Kanady, Japonii, Danii, Francji, Szwecji, Australii, Chin, Niemiec, Holandii, Norwegii, Finlandii, Singapuru, Belgii, Izraela, Rosji, Arabii Saudyjskiej, Korei Południowej, Brazylii, Tajwanu, Włoch, Irlandii, Hiszpanii, Portugalii, Austrii, Czech, Meksyku, Argentyny i RPA. W rankingu krajów Polskę wyprzedza też Iran, którego najlepsza uczelnia została sklasyfikowana na równi z UJ, ale na liście znajdziemy 13 uczelni z tego kraju.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Już wkrótce roboty i protezy mogą zyskać zmysł dotyku podobny do ludzkiego lub nawet od niego doskonalszy. Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES) to sztuczny system nerwowy opracowany na National University of Singapore.
      Nowa elektroniczna skóra charakteryzuje się wysoką czułością,szybkością reakcji i odpornością na uszkodzenia, może być łączona z dowolnymi czujnikami. Jej twórcy to profesor Benjamin Tee i jego zespół z Wydziału Inżynierii i Nauk Materiałowych.
      Ludzie wykorzystują zmysł dotyku do zrealizowania niemal każdej czynności, od podniesienia filiżanki kawy po wymianę uścisków dłoni. Bez niego tracimy równowagę podczas chodzenia. Podobnie jest z robotami, które potrzebują zmysłu dotyku, by lepiej wchodzić z interakcje z ludźmi. Jednak współczesne roboty wciąż nie czują zbyt dobrze obiektów, mówi profesor Tee, który od  opnad dekaty pracuje nad elektroniczną skórą.
      System ACES wykrywa sygnały podobnie, jak ludzki układ nerwowy, jednak – w przeciwieństwie do niego – są one przesyłane za pomocą pojedynczego przewodu. To zupełnie inne podejście niż w istniejących elektronicznych skórach, która korzystają ze złożonego systemu przewodów, co powoduje, że całość jest podatna na uszkodzenia i trudna w skalowaniu.
      ACES wykrywa dotknięcie nawet 1000-krotnie szybciej niż ludzki układ nerwowy. Jest w stanie odróżnić fizyczny kontakt z poszczególnymi czujnikami w czasie krótszym niż 60 nanosekund. Nawet gdy impuls został odebrany jednocześnie przez wiele czujników. To szybciej, niż jakikolwiek wcześniej stworzony system.
      W ciągu zaledwie 10 milisekund – a więc 10-krotnie szybciej niż mrugnięcie okiem – ACES jest w stanie określić kształt, teksturę i twardość dotykanego obiektu.
      Platforma ACES pozwala też na stworzenie wytrzymałej elektronicznej skóry. To niezwykle ważna cecha dla urządzenia, które ma często wchodzić w kontakt fizyczny z otoczeniem.
      Olbrzymimi zaletami ACES są prostota okablowania całego systemu oraz szybka reakcja na impuls, nawet w przypadku wykorzystywania wielu czujników. To znakomicie ułatwia skalowanie ACES i wykorzystanie jej w wielu różnych zastosowaniach. Skalowalność to podstawowa cecha, gdyż potrzebujemy dużych wydajnych połaci elektronicznej skóry, którą możemy pokryć robota czy protezę, wyjaśnia profesor Tee. ACES można łatwo łączyć z dowolnymi czujnikami, np. rejestrującymi temperaturę, dotyk czy wilgotność, dodaje uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Paryska straż pożarna ujawniła, że w walce o ocalenie katedry Notre Dame ważną rolę odegrał robot Colossus. To ważący pół tony zdalnie sterowany pojazd gąsienicowy zbudowany przez firmę Shark Robotics, który jest wyposażony w działko wodne o wydajności ponad 2500 litrów na minutę.
      Czas działał przeciwko nam, wiatr działał przeciwko nam, potrzebowaliśmy pomocy. Priorytetem było ocalenie dwóch dzwonnic. Wyobraźcie sobie, że drewniane struktury podtrzymujące dzwony zostałyby osłabione i dzwony by spadły. Tego się właśnie baliśmy. Na początku nietrudno było sobie wyobrazić, że cała katedra się zawali, powiedział Gabriel Plus, rzecznik prasowy paryskiej straży pożarnej. Upadek wielotonowych dzwonów spowodowałby zawalenie się wież i katedry.
      Gdy zawaliła się iglica i część dachu, ze środka Notre Dame wycofano strażaków. Dowodzący akcją obawiali się zawalenia reszty dachu, który mógł zabić pracujących wewnątrz ludzi.
      Wtedy to do środka wysłano Colossusa. Robot jest zdalnie sterowany, a operator ma nad nim kontrolę na odległość ponad 400 metrów. Urządzenie jest wodoodporne i może pracować w wysokich temperaturach, a jego akumulatory pozwalają na ośmiogodzinną pracę. Można go wyposażyć w kamery, czujniki oraz wentylator rozpraszający dym. To właśnie Colossus powstrzymał dalsze rozprzestrzenianie się płomieni we wnętrzu katedry.
      Na załączonym filmie możemy zobaczyć robota podczas walki z pożarem Notre Dame.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Znalezienie miejsca na parkingu przy lotnisku może być poważnym wyzwaniem. Może wiązać się też z dużym stresem, gdy musimy o wyznaczonej godzinie stawić się na odprawę, a nie możemy znaleźć miejsca, by pozostawić samochód. Na francuskim lotnisku Lyon-Saint Exupery prowadzony jest test interesujących robotów parkujących.
      Mowa tutaj o robotach Stan firmy Stanley Robotics. To maszyna, która samodzielnie wykrywa samochód, delikatnie go podnosi i przenosi na miejsce parkowania, mówi menedżer firmy Stephane Evanno.
      Aby Stan zajął się naszym samochodem musimy wjechać do specjalnego hangaru. Zostawiamy tam pojazd i udajemy się na lotnisko. W tym czasie samochód jest skanowany, dzięki czemu automatycznie rozpoznawana jest marka i model. Gdy zjawia się Stan drzwi hangaru zostają otwarte, robot podjeżdża, podnosi samochód i samodzielnie wiezie go na miejsce parkowania. Gdy wracamy, na krótko przed lądowaniem Stan dostarczy nasz samochód w odpowiednie miejsce.
      Wykorzystanie robotów Stan to same korzyści. Urządzenia są napędzane elektrycznie, więc mniej zanieczyszczają środowisko niż samochody krążące w poszukiwaniu miejsca parkingowego. Są bardzo precyzyjne. Ustawiają samochody w odległości zaledwie kilku centymetrów od siebie, co pozwala zaoszczędzić nawet 50% miejsca na parkingu. Dla lotnisk, to znakomita wiadomość, gdyż zawsze brakuje na nich miejsca na parkingi. Ponadto hangary, w których kierowcy zostawiają samochody dla Stana znajdują się blisko wejścia na lotnisko, co oszczędza podróżującym czasu i stresów.
      Automatyczny parking jest niedostępny dla ludzi. Nie można tam samodzielnie wjechać. Samochód musimy pozostawić w hangarze. Ruchem robotów dość łatwo jest zarządzać, gdyż pasażerowie, którzy chcą skorzystać z automatycznego parkingu, muszą zawczasu zarezerwować sobie miejsce. Ponadto w odwodzie zawsze trzymanych jest kilka robotów, na wypadek, gdyby jednocześnie lądowało więcej samolotów, niż przewidziano.
      Stanley Robotics ma nadzieję, że władze innych lotnisk szybko przekonają się co do korzyści ze współpracy i roboty Stan wkrótce zagoszczą w innych miastach.
       


      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...